Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биодиагностика устойчивости почв Черноморского побережья Краснодарского края к загрязнению нефтью и тяжелыми металлами. Монография
.pdf
31
Формирование их идет при интенсивном выветривании первичных
минералов. Для бурых лесных почв типично присутствие различных свободных и окристаллизованных форм Fe2O3.
Почвообразовательные процессы.
1. Промывной водный режим и глубокое промачивание почвенно-
го профиля;
2. Широколиственные, хвойные, хвойно-широколиственные леса,
иногда с травянистым покровом;
3. Хороший вертикальный или горизонтальный внутрипочвенный
дренаж;
4. Длительный теплый период, обеспечивающий процессы актив-
ного оглинивания и интенсивного биологического круговорота.
Строение профиля. Учитывая особенности морфологического строения, бурые лесные почвы разделяются на два типа: бурые лесные (кислые и
слабоненасыщенные) и бурые лесные оподзоленные (кислые и слабоненасыщенные). Первый подтип почв формируется без четкой дифференциации
минеральной части по генетическим горизонтам (А+АВт+В). Второй подтип, наоборот, - с явными различиями в составе минеральной части по горизонтам (А1+ А1 А2+АВt+В).
Бурые лесные почвы с отсутствием элювиального горизонта формиру-
ются под воздействием следующих почвообразовательных процессов:
1. Гумусонакопление, вследствие чего образуется сравнительно
мощный для данных почв гумусовый горизонт.
2. Выщелачивание легкорастворимых солей и карбонатов при
промывном водном режиме. Генетический результат такого процесса – отсутствие в почвенном профиле горизонтов легкорастворимых солей и карбонатов, а также подкисление почвенной среды (рН всех подтипов буроземов ниже 6,5).
32
3. Оглинивание почвенного профиля с накоплением глинистых
коллоидов в нижней части профиля, где образуется метаморфический горизонт Вt.
Эти почвы имеют следующий генетический профиль:
А0+А0А1+А1+А1Вt+ Вt +ВС+С.
А0 – лесная подстилка.
А0А1 – грубогумусный горизонт, темно-серых оттенков, рыхлый.
А1 – гумусовый горизонт, темновато-бурых или серовато-бурых цве-
тов, комковато-зернистой или рыхло-комковатой структуры.
А1Вt – гумусовый метаморфический (текстурный) горизонт.
Bt – метаморфический (текстурный) горизонт бурого или коричневобурого цвета, зернисто-ореховатой или комковато-ореховой структуры, тяжелосуглинистый, уплотненный.
BC – переходный горизонт.
C – материнская порода.
Бурые лесные почвы с дифференцированным профилем (оподзолен-
ные) формируются под воздействием следующих почвообразовательных
процессов:
1. Гумусообразование и гумусонакопление в результате преобра-
зования органических остатков.
2. Выщелачивание легкорастворимых солей и карбонатов.
3. Лессиваж и псевдооглеение, главным образом при участии
климатического глея, а также оподзоливание, как проблематичный процесс.
4. Оглинивание.
Этот подтип почв имеет дифференцируемый профиль по гранулометрическому составу на горизонты А1+А1А2+А1Вt+Вt.
33
Под лесом бурым лесным почвам с дифференцированным профилем
(оподзоленным) соответствует следующее генетическое строение:
А0+А0А1+А1+А1А2+А1Вt+Вt+ВС+С.
А0 – лесная подстилка.
А0А1 – грубогумусный горизонт с обилием полуразложившихся расти-
тельных остатков;
А1 – гумусовый горизонт с проявлениями элювиирования, маскирую-
щегося гумусовым окрашиванием.
А1А2 – элювиально-гумусовый, осветленный горизонт с четко выра-
женной кремнеземистой присыпкой, ореховатой структуры, рыхлого сложения. Серых тонов.
А1Вt – гумусовый метаморфический и текстурный. Плотный горизонт
с преобладанием бурых тонов.
Вt – иллювиальный метаморфический и текстурный. Плотный орехо-
вато-глыбистый, бурые тона в окраске.
ВС – переходный горизонт.
С – материнская порода.
Бурые лесные почвы благоприятны для произрастания плодовых деревьев, табака, эфиромасличных культур, грецкого ореха. Высокие урожаи
дают кукуруза и картофель. В условиях Черноморского побережья эти почвы успешно используются под выращивание чая и субтропических фруктов.
2.5. ДЕРНОВО-КАРБОНАТНЫЕ ПОЧВЫ
Условия почвообразования. Эти почвы встречаются в предгорных и
горных районах среди серых лесных и бурых почв, а в условиях субтропиков, среди коричневых почв и желтоземов.
34
Формирование дерново-карбонатных почв происходит при обилии ат-
мосферных осадков и небольшом испарении, в условиях промывного водного режима, при хорошем внутрипочвенном дренаже. Данные почвы приурочены к широколиственным и хвойно-широколиственным лесам с развитым травяным покровом (Герасько, Каллас 2010). Дерново-карбонатные
почвы отличаются глинистым и тяжелосуглинистым гранулометрическим
составом с включением известковой щебенки.
Почвообразовательные процессы:
Дерново-карбонатные почвы формируются под действием процессов
выщелачивания, гумусонакопления и оглинивания.
1. Выщелачивание. Основным процессом становится растворение
и вынос карбонатов из почвы и коры выветривания. Максимум карбонатов
и каменистых обломков наблюдается на границе с плотными породами.
2. Гумусонакопление у этих почв характеризуется повышенной
интенсивностью, что обусловлено низкой подвижностью гуминовых солей
в условиях нейтральной среды. Преобладающие гуминовые кислоты,
насыщенные кальцием, прочно связываются с минеральной частью, образуя темноокрашенный, почти черный перегнойный горизонт.
3. Оглинивание в дерново-карбонатных почвах связано не только
с накоплением содержащегося в плотных породах алюмосиликатного материала. Максимум накопления глинистых частиц характерен вначале для
всего гумусового профиля. По мере увеличения мощности коры выветривания максимальная интенсивность процесса наблюдается в средней части
гумусового профиля, т.е. приурочена к горизонту В.
Строение профиля.
А или А+АВ – гумусовый, темно-серых или черных оттенков, рыхлой
структуры;
35
C (CD) – элювий известняков или мергелей с высоким содержанием
карбонатов (более 10 %). Он может быть рухляковым без каменистых
включений (С) или с каменистыми включениями (СD);
D – плотные известняки, доломиты или мергели.
На территории Черноморского побережья Краснодарского края встречаются дерново-карбонатные почвы типичные и выщелоченные.
Для дерново-карбонатной типичной почвы характерен темно-серый,
почти черный горизонт с прочной зернистой или ореховато-зернистой
структурой. В гумусовом профиле отсутствуют карбонатные включения и
обломки пород. Ниже гумусового горизонта содержатся известковые обломки или мергели. Вскипание с поверхности.
Дерново-карбонатные выщелоченные почвы развиваются на значительно выветренном элювии. Вскипание от соляной кислоты, в отличие от
дерново-карбонатной типичной почвы, происходит ниже гумусового профиля. Окраска почвы темно-серая, почти черная, зернисто-ореховатая
структура в горизонте А и глыбисто-призмовидная в горизонте В.
В целом, дерново-карбонатные почвы обладают высоким потенциальным плодородием для винограда, зерновых и технических культур.
2.6. ЖЕЛТОЗЕМЫ
Условия почвообразования. Желтоземы уникальные почвы. Отно-
сятся к почвам субтропического ряда и в нашей стране распространены
лишь на Юге России, где встречаются вдоль побережья от г. Туапсе до границы с Абхазией
Для желтоземов свойственны субтропические широколиственные леса
с участием вечнозеленых растений.
Почвообразовательные процессы:
36
1. Гумусообразование идет по фульватному типу с малым гумусона-
коплением.
2. Легкорастворимые соли и карбонаты полностью выщелачиваются
при промывном водном режиме.
3. Аллитизация минеральной части с накоплением вторичных минера-
лов.
Аллитизация (ферраллитизация) – совокупность явлений почвообразо-
вания и выветривания, в результате которых в почвах накапливаются окисные минералы железа и алюминия, а также вторичный алюмосиликат каолинита. Образующиеся свойства аллитности (фераллитности) включают:
красную и желтую окраску, прочную железистую микроструктуру, низкую
поглотительную способность, слабую связанность, пластичность.
Желтоземы формируются на расчлененных формах рельефа и тяжелых
по гранулометрическому составу почвообразующих порода, что создает
дополнительное увлажнение за счет бокового стока влаги и ведет к конкреционному ожелезнению, оглеению и оподзоливанию (лессиважу).
Строение профиля:
А0 – лесная подстилка, без накопления растительного опада, т к. он
практически полностью разлагается в течение года;
А1Вt – гумусово-метаморфический, серовато-желтого цвета, неяснокомковатый с точечными железисто-марганцевыми конкрециями.
ВtFe – иллювиально-железистый метаморфический, ярко фераллитизированный, желтый, плотный, практически бесструктурный, вязкий с железисто-марганцевыми новообразованиями.
ВС (С) – элювий исходной породы с ясными следами ферраллитного
процесса (красные, желтые и бурые тона в окраске).
Признаки дифференциации профиля отчетливы только под лесом. При
распашке они быстро размываются и теряют верхние горизонты.
37
Желтоземы имеют небольшой запас доступных для растений питательных веществ. Подвижные формы азота легко вымываются из верхних
горизонтов почвы и малодоступны для растений. По природным условиям
зона распространения желтоземов весьма благоприятна для выращивания
следующих сельскохозяйственных культур: цитрусовых, табака, субтропических плодовых, винограда, овощей, чайного куста и др.
38
ГЛАВА 3. МЕТОДЫ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ МОДЕЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
В настоящей работе был выполнен ряд модельных экспериментов по
исследованию влияния химического загрязнения почв Черноморского побережья Краснодарского края. Колесников С. И. с соавторами (2000, 2007,
2013) установили корректность переноса результатов лабораторного моделирования в полевые условия.
Для отбора образцов использовали слой почвы 0–10 см, т.к. в этом
слое почвы аккумулируется основное количество загрязняющих веществ
(Кабата-Пендиас, 1989).
Исследовали влияние нефти и тяжелых металлов (ТМ): Cr, Cu, Ni, Pb.
Считается, что этими металлами в большей степени загрязнены почвы юга
России (Шеуджен, 2003; Дьяченко, 2004; Алексеенко и др., 2008, 2012). ТМ
вносили в почву в концентрации-1, 10, 100 ПДК (100, 1000 и 10000 мг/кг
соответственно). За основу были взяты германские показатели ПДК (Касьяненко, 1992), т. к. допустимые концентрации в почве общего содержания
меди и никеля в России не установлены, а содержание Pb в российских
почвах в разы превышает установленную ПДК (Колесников и др., 2000).
Нефть вносили в концентрации 1, 5, 10 % от массы почвы, считается, что
загрязнение почвы нефтью в данном диапазоне (до 10 % от массы почвы)
чаще всего встречается в районах нефтедобычи, при транспортировке и переработке нефти и т.д. (Пиковский, 1993; Трофимов и др., 2000, Рубанова,
Цхадая, 2000).
ТМ в почву вносили в форме оксидов: CrO3, CuO, NiO, PbO. Их суще-
ственная доля поступает в почву именно в этой форме (Кабата-Пендиас,
1989). Применение оксидов ТМ исключает воздействие на показатели почвы сопутствующих анионов, как это бывает при внесении солей металлов.
39
№
п/п
Показатель
Метод определения
Значения
показателей
1
Плотность при 20°C, кг/м
3
ГОСТ 3900-85
0,8616 2 Массовая доля серы, %
ГОСТ 1437-75
1,34
3
Массовая доля воды, %
ГОСТ 2477-65
0,27
4
Концентрация хлористых солей, мг/дм3
ГОСТ 21534-76
73,0
5
Массовая доля механических примесей, %
ГОСТ 6370-83
0,0060
6
Массовая доля парафина, %
ГОСТ 11851-85
4,46
7
Выход фракций, %
до 200 °C
до 300 °С
до 350 °C
ГОСТ 2177-82
25
46
55
Таблица 8
Характеристики использованной в исследовании нефти
(Химическая лаборатория нефтебазы «Шесхарис», Новороссийск,
2008)
Использованная в исследовании нефть характеризуется средней плотностью, малым количеством механических примесей, средним содержанием хлористых солей и серы (табл.8) (Химическая энциклопедия, 1992).
Нефть вносили во влажную почву. Исследовали равномерное загрязнение нефтью всего объема почв. Для этого после внесения загрязняющего
вещества почву в сосуде перемешивали.
Почву инкубировали в вегетационных сосудах при комнатной температуре (+20-22С) и оптимальном увлажнении (60% полной влагоемкости)
в трехкратной повторности.
Биологические параметры состояния почв определяли через 30 суток
после загрязнения. При оценке химического воздействия на почву этот
срок является наиболее информативным (Колесников и др., 2006).
40
3.2. ЛАБОРАТОРНО-АНАЛИТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ
СВОЙСТВ ПОЧВ
При проведении лабораторно-аналитических исследований были ис-
пользованы общепринятые в экологии и почвоведении методы (Практикум
по агрохимии, 1989; Методы почвенной микробиологии и биохимии, 1991
и др.; Казеев и др., 2003, 2012).
Определяли следующие показатели:
общую численность бактерий,
активность каталазы и дегидрогеназы,
целлюлозолитическую активность,
обилие бактерий рода Azotobacter,
фитотоксические свойства почв и другие показатели.
Общие закономерности воздействия поллютанта определяли с использованием интегрального показателя биологического состояния (ИПБС)
почвы (Вальков и др., 1999; Колесников и др., 2000; Казеев, Колесников,
2012).
Численность бактерий определяли методом прямой люминесцентной
микроскопии по Звягинцеву и Кожевину (Методы…,1991). Данный метод
основан на оптическом исследовании бактерий, окрашенных акридиновым
оранжевым, который испускает свечение при воздействии ультрафиолетовых лучей с дальнейшим подсчетом микробных клеток. Микроскопирование осуществляли на микроскопе HBO 100 Microscope Illuminating System
(Zeiss).
Активность каталазы определяли по методу А. Ш. Галстяна (1978), который основан на измерении скорости распада перекиси водорода при взаимодействии ее с почвой по объему выделяющегося кислорода. Активность каталазы выражали в мл О2 на 1 г почвы, выделившегося за 1 мин.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]